Nos primeiros anos do sistema de metrô da cidade de Nova York, a luz natural tinha um papel dominante na iluminação de espaços subterrâneos. A arquitetura enfatizava uma conexão com o céu, frequetemente através de aberturas zenitais implantadas nos canteiros centrais das avenidas.
Entretanto, provou-se extremamente difícil mantê-las limpas, e a luz eventualmente parou penetrar nos espaços subterrâneos. Com isso, a iluminação dos metrôs ficou exclusivamente a cargo da energia elétrica. Enquanto isso possibilitou grande flexibilidade nos projetos das estações, permitindo a construção em qualquer local e profundidade, também criou uma sensação de desorientação e alienação para alguns passageiros.
Para o projeto do Lower Manhattan's Fulton Center, a Arup, em conjunto com o arquiteto Grimshaw, procurou reconectar o sistema de metrô centenário ao mundo acima.
Saiba mais sobre o projeto na sequência...
Para proporcionar este efeito, foi concebido um pavilhão de entrada com um domo de vidro de 8 pavimentos de altura. A superfície interior do domo é revestida por cerca de 1 000 painéis de alumínio anodizado que redirecionam a luz do sol para o sistema de metrô abaixo. A ideia se baseia em um conceito de James Carpenter Design Associates.
O domo se localiza no átrio central do pavilhão, e pode ser visto a partir de se exterior. O projeto está atualmente em construção.
A estrutura do domo se assemelha a uma rede, cuja forma responde aos esforços aplicados a ela. Transpassando o átrio, esta rede estrutural se eleva a altura de um pavimento e meio acima do nível da rua.
A rede tem 21 metros de altura em seu ponto máximo, diâmetro médio de 15 metros e área total de aproximadamente 795 m².
No início do trabalho, o arquiteto forneceu diretrizes sobre o aspecto formal e sobre como se dariam as relações espaciais no projeto. O sistema estrutural utilizado não é estático, ele se deforma e se movimenta em função de alguns fatores. Buscamos entender como alguns destes agentes - pressão do ar, temperatura interior, movimentos da estrutura como um todo, etc. - agem sobre a estrutura do domo, de modo a prever como e quanto ela se movimentará.
Os engenheiros mecânicos usaram um software de dinâmica de fluidos (computational fluid dynamics, CFD) para traçar o fluxo de ar através do espaço sob condições normais e também emergenciais (incêndio, por exemplo). A análise do CFD para condições normais mostrou que seriam necessários grandes dutos de exaustão de ar, localizados no átrio, em função das grandes dimensões do espaço. Estes dutos (os dois pontos azuis próximos ao centro de cada lado da rede) foram posicionados imediatamente atrás da rede, o que significa que os segmentos da estrutura mais próximos aos dutos devem suportar esforços maiores que o usual.
A análise das condições de emergência mostraram que o ar dentro do átrio central passaria através dos painéis perfurados durante um incêndio, impondo cargas de pressão de ar adicionais.
Baseado nesses estudos, a Arup desenvolveu 815 cenários distintos baseados nas possíveis mudanças de pressão do ar, temperatura interna e movimento da estrutura. Cada cenário resultou em formas levemente diferentes, que a estrutura em rede eventualmente assumirá de acordo com as mudanças ocorridas no espaço.
Uma vista do modelo estrutural fornece uma visão mais clara da intensidade das forças agindo sobre cada seguimento de cabo, em um cenário possível.
Ao longo do processo de projeto, foi importante ter em mente que, embora a rede seja maleável e se adapte aos esforços, os painéis são rígidos. Se submetidos a muita tensão, podem se deformar ou quebrar.
Precisávamos, portanto, assegurar que as conexões entre a rede de cabos e os painéis suportassem todos os movimentos previstos e, ao mesmo tempo, mantivesse todos os painéis na posição correta, para que não fossem submetidos a esforços excessivos. Estudamos, então, o movimento dos painéis em cada um dos 815 possíveis cenários, buscando a melhor opção para nosso projeto.
Uma vez que a forma fora estabelecida, os designers de iluminação da Arup realizaram uma análise detalhada para determinar a intensidade e distribuição da luz - tanto elétrica, quanto natural - que penetraria até o metrô subterrâneo.
Conduzimos diversos estudos lumínicos para avaliar a uniformidade da iluminação elétrica na rede de cabos.
Aqui, uma imagem mostra como a iluminação elétrica passará através da rede estrutural em direção ao metrô quando não houver luz do sol.
Uma vez concluído o projeto, a equipe de construção forneceu uma pequena maquete de um corte da estrutura à empreiteira Westfield, em Massachussetts, buscando debater o método de fabricação e montagem.
A maquete deu a toda a equipe de projeto uma oportunidade de examinar o comportamento do complexo e identificar quaisquer oportunidades de melhorar o projeto antes de sua fabricação e instalação. O teste mostrou que os conectores projetados sob medida proporcionavam a resistência necessária para cada painel, permitindo bastante liberdade de movimento para a estrutura total. A maquete demonstrou claramente a capacidade do sistema estrutural de proporcionar uma ligação com o céu através do uso da luz natural.
O Fulton Center será inaugurado no verão de 2014.
Este artigo é uma cortesia da Arup Connect, a revista online do Arup.
